Диполь («два полюса») – это система, в которой имеются центры положительного и отрицательного зарядов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга.
Это расстояние называется длиной диполя, и обозначается буквой l.
Схематично диполь изображается так:
Чем больше полярность связи 9 молекулы), тем больше длина диполя.
Количественной характеристикой полярности связи (молекулы) является дипольный момент М (является векторной величиной):
М = ē * l
(ē – заряд электронная, l – длина диполя).
Дипольный момент молекулы равен сумме дипольных моментов всех связей в этой молекуле.
Различают два механизма образования ковалентной связи:
I. Обменный (рассмотрен выше).
II. Донорно-акцепторный (иногда называют донорно-акцепторной связью).
А• + •В → А: В или А ↑ + ↓ В → А ↑↓ В
Обменный механизм (обычная ковалентная связь)
А: + В → А: В или А ↑↓ + В → А ↑↓ В
Донорно-акцепторный механизм (донорно-акцепторная связь)
Донорно-акцепторный механизм образования связи – это образование связи в результате перекрывания орбитали с неподеленной электронной парой одного атома (атом А) и свободной орбитали другого атома (атом В).
Атом, который отдает свою неподеленную пару электронов для образования связи, называется донором (атом А).
Атом, который имеет свободную орбиталь и использует её для образования связи, называется акцептором (атом В).
Донорно-акцепторная связь иногда обозначается стрелкой, которая направлена от донора к акцептору: А→ В.
Пример образования ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму.
При взаимодействии молекулы аммиака NH3 с ионом водорода H+ образуется ион аммония NH4+:
NH3 + H+ = NH4+
Все имеющиеся связи равноценны.
Выводы:
1.Ковалентная связь существует в молекулах простых веществ (H2, Cl2, O2, N2 и др.) и в молекулах, которые образованы атомами различных неметаллов (HCl, H2O, PCl3, NH3, CO2 и др.).
2.Причиной образования ковалентной связи является возникновение общих электронных пар между взаимодействующими атомами.
3.Ковалентная связь – это связь атомов с помощью общих электронных пар.
4.Квантово-механическая теория электронного строения атомов объясняется образованием общей электронной пары как перекрывание электронных облаков.
5.В перекрывании могут участвовать электронные облака неспаренных электронов, которые имеют антипараллельные спины.
6.Ковалентные связи бывают полярными и неполярными.
Неполярная связь - это ковалентная связь между атомами с одинаковой ЭО; при образовании неполярной связи область перекрывания электронных облаков находится на одинаковом расстоянии от ядра обоих атомов (например: H2, O2, Cl2, N2 и др.).
Полярная связь - это ковалентная связь между атомами с различной ЭО; при образовании полярной связи область перекрывания электронных облаков смещается в сторону атома с большей ЭО (в сторону более электроотрицательного атома).
Полярные молекулы являются диполярными.
Диполь («два полюса») – это система, в которой имеются центры положительного и отрицательного зарядов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга.
7.Различают два механизма образования ковалентной связи:
I. Обменный.
II. Донорно-акцепторный
Донорно-акцепторный механизм образования связи – это образование связи в результате перекрывания орбитали с неподеленной электронной парой одного атома (атом А) и свободной орбитали другого атома (атом В).
Атом, который отдает свою неподеленную пару электронов для образования связи, называется донором (атом А).
Атом, который имеет свободную орбиталь и использует её для образования связи, называется акцептором (атом В).
Донорно-акцепторная связь иногда обозначается стрелкой, которая направлена от донора к акцептору: А→ В.
Ионная связь
Теория ионной связи предложил в 1916 году немецкий ученый В. Коссель. Эта теория объясняет образование связи между атомами типичных металлов и атомами типичных неметаллов: CsF, CsCl, NaCl, KF, KCl, Na2O, CaO и др.
Согласно этой теории, при образовании ионной связи атомы типичных металлов отдают электроны, а атомы типичных неметаллов (имеют более высокое значение ЭО) принимают электроны.
В результате этих процессов атомы металлов превращаются в положительно-заряженные частицы, которые называются положительными ионами, или катионами, а атомы неметаллов превращаются в отрицательные ионы-анионы.
Заряд катиона равен числу отданных ē.
Na0 – Iē → Na+I
1s22s22p63s1 1s22s22p6
1ē 8ē
Отсюда видно, что атомы металлов отдают ē внешнего уровня, а образующиеся ионы имеют завершенные электронные структуры.
Величина отрицательного заряда аниона равна числу принятых ē. Следовательно, атомы неметаллов принимают такое количество ē, какое им необходимо для завершения электронного октета.
В результате электростатического притяжения между катионом и анионом образуется молекула.
Схематично:
+ + - → + -
Катион анион молекула
Общая схема образования молекулы NaCl из атомов Na и Cl:
Na0 – Iē = Na+I
Образование ионов
Cl0 + Iē = Cl-I
Na+ + Cl- = Na+Cl-
________________ соединение ионов
Na0 + Cl0 = Na+Cl-
Связь между ионами называется ионной связью.
Соединения, которые состоят из ионов, называются ионными соединениями.
Алгебраическая сумма зарядов всех ионов в молекуле ионного соединения должна быть равна нулю, потому что любая молекула д. б. электронейтральной.
Резкой границы между ионной и ковалентной связями не существует. Ионную связь можно рассматривать как крайний случай полярной ковалентной связи, при образовании которой общая электронная пара полностью смещается к атому с большей ЭО.
Тип связи между атомами А и В можно определить по разности ЭО (∆ЭО) элемента В и элемента А (∆ЭО = ЭВ - ЭА).
| ∆ЭО | Тип связи | Примеры |
| О | Ковалентная неполярная связь | Cl – Cl ∆ЭО = 0 3,0 3,0 |
| ЭО < 1,7 | Ковалентная связь | H – Cl ∆ЭО = 0,9 2,1 3,0 |
| ЭО > 1,7 | Ионная вязь | Na – Cl ∆ЭО = 2,1 0,9 3,0 |
Выводы:
1.Теория ионной связи объясняет образование связи между атомами типичных металлов и атомами типичных неметаллов: CsF, CsCl, NaCl, KF, KCl, Na2O, CaO и др.
2. При образовании ионной связи атомы типичных металлов отдают электроны, а атомы типичных неметаллов (имеют более высокое значение ЭО) принимают электроны.
3.В результате этих процессов атомы металлов превращаются в положительно-заряженные частицы, которые называются положительными ионами, или катионами, а атомы неметаллов превращаются в отрицательные ионы-анионы.
4.Заряд катиона равен числу отданных ē.
5.Величина отрицательного заряда аниона равна числу принятых ē.
6.В результате электростатического притяжения между катионом и анионом образуется молекула.
7.Связь между ионами называется ионной связью.
8.Соединения, которые состоят из ионов, называются ионными соединениями.
9.Алгебраическая сумма зарядов всех ионов в молекуле ионного соединения должна быть равна нулю, потому что любая молекула д. б. электронейтральной.
10.Ионную связь можно рассматривать как крайний случай полярной ковалентной связи, при образовании которой общая электронная пара полностью смещается к атому с большей ЭО.
Водородная связь
Водород, химически связанный с атомом одной молекулы, может соединяться с атомом этого же элемента из другой молекулы.
Такая связь называется водородной.
В молекуле воды, например, связь Н – О ведет себя как маленький диполь с зарядом +δ на водороде и –δ на кислороде. При этом атом Н одной молекулы притягивается атомом кислорода соседней молекулы. Так возникает водородная связь.
Водородная связь обусловлена электростатическим притяжением, которому благоприпятствуют малые размеры атомы водорода, что позволяет ему сблизиться с электроотрицательным атомом.
Например, вода в жидком состоянии содержит такие цепи:
Эта связь образуется во всех случаях, когда атом Н связан с атомами очень электроотрицательных элементов: с O, F, N, S.
Эта связь менее прочная по сравнению с обычной химической связью.
Водородная связь влияет на многие свойства веществ, является причиной объединения молекул (H2O)n.
Водородная связь влияет на многие свойства веществ, является причиной объединения молекул (H2O)n.
Выводы:
1.Водород, химически связанный с атомом одной молекулы, может соединяться с атомом этого же элемента из другой молекулы.
Такая связь называется водородной.
2.Водородная связь обусловлена электростатическим притяжением, которому благоприпятствуют малые размеры атомы водорода, что позволяет ему сблизиться с электроотрицательным атомом.
3.Эта связь образуется во всех случаях, когда атом Н связан с атомами очень электроотрицательных элементов: с O, F, N, S.
4.Эта связь менее прочная по сравнению с обычной химической связью.
5.Водородная связь влияет на многие свойства веществ, является причиной объединения молекул (H2O)n.
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ.
Своеобразие свойств металлов объясняется особенностями структуры их кристаллических решеток, в которых имеет место металлическая связь, В узлах кристаллических решеток располагаются положительные ионы и нейтральные атомы, а между ними свободно перемещаются валентные электроны, отрывающиеся от нейтральных атомов. Они: перемещаются по всему объему металла и переходят от одного атома к другому, связывая их между собой, Следовательно, металлическая связь образуется за счет обобществления внешних электронов. Связь не направленная.
Особенностями металлической связи объясняются-свойства металлов: электро- и теплопроводность, металлический блеск» ковкость и др.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ПО ТЕМЕ:
«ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА»
1. Что называется химической связью?
2. Какие виды химических связей Вы знаете?
3. Какая связь называется ковалентной?
4. Какие механизмы образования ковалентной связи бывают?
5. Что такое неполярная ковалентная связь?
6. Что такое полярная связь?
7. Что такое σ-связи и π-связи?
8. Чем отличается донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи от обменного?
9. Что называется донором? акцептором?
10. Какая связь называется ионной?
11. Между какими элементами она возникает?
12. Какая связь называется водородной? металлической?
13. Какие виды кристаллических решеток различают?
14. Что характерно для атомных, молекулярных, ионных, металлических решеток?
15. Какие свойства характерны для веществ с различными кристаллическими решетками?
16. Что такое валентность?
